Нижня мантія

Мантія Землі в уявленні художника (в центральній частині показаний плюм — мантійний потік, що рухається від ядра до літосфери)


Товщина шару: приблизно 2000 км.

Маса: коло 3,34×1024 кг (56,45 % від маси Землі).

Густина: 5,5-5,8 т/м³.

Тиск: до 1,4 млн атм (140 ГПа).

Склад: діоксид кремнію (SiO2) — 44,8 %, оксид магнію (MgO) — 37,8 %, оксид заліза (FeO) — 7,5 %, оксид алюмінію (Al2O3) — 4,2 %, оксид кальцію (CaO ) — 3,2 %, оксид натрію (Na2O) — 0,4 %, оксид калію (K2O) — 0,04 %.

 

Нижня мантія — це пасивний шар планети, який не бере жодної участі в тектонічній діяльності. Горішню межу нижньої мантії утворює шар Голіцина, розташований на глибині приблизно 675 км. Саме на цій глибині відбувається чергове раптове підвищення швидкості сейсмічних хвиль, пов'язане з різким збільшенням щільності порід, які творять планету. На відміну від верхніх шарів, нижня мантія вивчена доволі погано — досі немає вірогідних відомостей про її склад і фізичні процеси, які в ній відбуваються. Відомо лише, що це надзвичайно щільні силікатні породи. У найнижчій частині мантії науковці виділили межевий «шар D», в якому силікатні породи мантії розплавляються під дією висхідних від ядра розпечених рідких потоків заліза і нікелю.


1969 року канадський геофізик Дж. Т. Вілсон запропонував теорію плюмів — гарячих мантійних потоків, які рухаються від основи мантії до літосфери, утворюючи на поверхні так звані «гарячі цятки». Передбачається, що зародження плюму відбувається в шарі D. Скупчення розплавленої породи нижньої мантії — «лінза» — поступово збільшується, почому починає підійматися крізь мантію, мов повітряний міхур, який спливає зі дна водойми. Тільки на відміну від міхура, плюм не відривається цілком від нижнього шару, а розтягується як довгий «гриб» із тонкою ніжкою і круглим капелюшком. Розплавляючи на своєму шляху мантійні породи, плюм піднімається доти, доки не впирається в тугоплавку літосферу, розтікаючись під нею врізнобіч. Саме під упливом плюму розплавляються тверді породи верхньої мантії, утворюючи під земною корою заповнені магмою порожнини — магматичні камери. Згодом магма пропалює розташовані вище тонкі шари океанічної літосфери і проривається на поверхню як виверження вулканів, зосереджених у тих самих «гарячих цятках» тектонічних плит. Увесь процес триває не один мільйон років і призводить до руйнування тектонічних плит, утворюючи на планеті нові континенти й океани. Як сучасний приклад можна назвати Гавайський плюм, розташований під однойменним архіпелагом — скупченням островів вулканічного походження. Тут зосереджено багато активних вулканів, найбільший із яких — Мауна-Лоа — має 120 км довжини і 50 км ширини, розташовуючись на площі 5200 км², а найвищий — Мауна-Кеа, його верхівка піднімається над океаном на 4205 м,  решта 6 км — приховані під водою.

 


Схема зародження плюму в нижній мантії



Ця стаття з крутого проєкту «Розумний плакат Планета Земля»! Хочеш дізнатися про нього докладніше? Тоді тисни сюди!



А ще у нас є захоплюючі плакати «Сонячна система» і «Глибини океану».